古生物化石分類有多種不同的標準，按生物級別分為動物化石和植物化石，動物化石又可分為無脊椎動物化石和脊椎動物化石等；根據個體大小分為大化石、微體化石和超微化石；為便於研究，我們常按照古生物化石的保存類型分為實體化石、模鑄化石、遺跡化石。廣義上的化石還包括化學化石和活化石等。
圖1.1 三葉蟲化石
大化石：泛指壹般不需利用顯微鏡，用肉眼可觀察研究的化石，如腕足類、三葉蟲（圖1.1）、頭足類、昆蟲、脊椎動物及植物的莖、葉化石等。
微體化石：指需要利用顯微鏡才能進行研究的微小化石。包括有孔蟲、、介形類、牙形石、輪藻、孢粉（圖1.2）等。微體化石形體微小，數量眾多，可大量采集。
圖1.2 孢粉化石，其大小1，2為40μm，3為70μm，4為50μm
超微化石：指需要在電子顯微鏡下才能進行研究的微小化石的總稱。其大小範圍目前意見尚不壹致，壹般認為僅限於10μm以下。如細菌和藍藻等。
實體化石：指生物遺體（或其中的壹部分）被埋藏，經過石化作用所保存的化石（圖1.3）。
圖1.3 產於萊陽王氏群林家莊組中的鸚鵡嘴龍實體化石
圖1.4 模鑄化石
模鑄化石：是巖層中保存下來的生物遺體的印模或鑄型。模鑄化石是壹種常見的化石保存類型，對於研究不具硬體或殼易溶蝕的生物的內部及殼體等構造，都很重要（圖1.4，圖1.5）。
印痕化石：生物在松軟細密沈積物表面留下的印跡，如動物行走、爬行時留下的足跡、行跡、移跡等及植物葉片、鳥類羽毛落下形成的印跡等所形成的化石。
圖1.5 模鑄化石
印模化石：生物硬體在圍巖表面和內部填充物上留下印模，包括外模和內模。外模保留於化石圍巖上的生物遺體外表特征及表面紋飾的跡痕。外模僅能反映生物遺體的外表形態及紋飾特征，其凹凸情況與原物相反。內模是保留於內核表面或巖石上的生物遺體內部形態特征的印痕。常見的多為腕足類、腹足類、雙殼類等外殼和蘆木及新蘆木等髓部的內模。其凹凸情況與原物相反。
核化石：由生物體結構形成的空間或生物硬體溶解後形成的空間，被沈積物充填固結後，形成與原生物體空間大小和形態類似的實體稱核化石。包括內核和外核兩種，內核是充填生物硬體空腔中的沈積物固結，形成與原空腔形態、大小壹致的實體，其表面就是內模。外核是埋藏的硬體溶解後在沈積物中留下的空間，此空間經充填而形成與原硬體同形等大的實體，其表面特征與原硬體表面特征相同，外表特征由外模反印到外核上形成。外核和內核內部都是實心的，不具有硬體的內部構造。
鑄型化石：當生物體埋在沈積物中，已經形成外模和內核後，殼質全部被溶解，並被另壹種礦物質填充所形成的化石，稱鑄型化石。
圖1.6 諸城皇龍溝恐龍足跡化石
遺跡化石：是指地史時期生物生活活動時產生在底質表面或其內部的各種活動記錄所形成的化石，包括足跡（圖1.6）、移跡、潛穴、鉆孔以及動物的糞便、卵（蛋）、植物根系等形成的化石。由於遺跡化石是活著的生物留下的痕跡，所以它對於巖相和古生態分析研究具有不可替代的非常重要的意義（圖1.7，圖1.8）。
圖1.7 已知非海相遺跡化石的環境分布（據楊式溥等，2004）
圖1.8 按各種生態習性分類的遺跡化石
化學化石：是地史時期的生物有機質軟體部分在遭到破壞後，由分解後殘留在地層中的有機成分所形成的壹種特殊的化石，有些可以形成重要的礦產資源，如煤、石油、天然氣等。
除上述類型外，還有壹種叫作“活化石”，它並非指保存在巖層中的化石，而是現生的生物物種，這種物種曾在某壹地史時期繁盛，且種類多、分布廣，已形成了重要的化石類別，該物種在經過漫長的地質時期緩慢進化，則變化不大，至今仍在個別地區殘存，這類殘存的現生生物種就被稱為“活化石”。如銀杏綱（圖1.9），曾繁盛於中生代，白堊紀末衰退，第四紀冰期僅銀杏壹個種殘遺於中國，達爾文稱之為“活化石”。其他如皺鰓鯊（圖1.10）、舌形貝、拉蒂邁魚、水杉等，也都是典型的“活化石”。
圖1.9 活化石（銀杏）
圖1.10 活化石（皺鰓鯊）
地質作用是極其復雜的，形成的各種地質現象也是五花八門、千奇百怪的。在與生物作用無關的沈積作用、成巖作用、巖漿作用、構造作用或其他機械、化學作用下，所造成的各種形態的巖石礦物體或構造，時常會與某種化石很相像，如“龜甲石”、“疊錐”、“樹枝石”、“石灰華”等，因為它們與生物作用無關，不具生物結構，所以不是化石，而是類似化石的“假化石”，常見的“樹枝石”，就是壹種“假化石”，常見於巖石層面或節理面上，是由於錳的氧化物結晶形成的壹種樹枝狀的薄膜，或像苔蘚和藻類的印痕。在第四系巖層中，常見有圓形結核體，外形像恐龍蛋，實際也是“假化石”